KR20120009099A - Control logic of motor driven power steering - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전동식 조향장치의 제어 로직에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 주파수 대역에 대해서 서로 상이한 게인 값을 적용하여, 조향감을 향상함과 동시에 시스템 안정성을 유지할 수 있는 전동식 조향장치의 제어 로직에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 전동식 조향(MDPS; Motor Driven Power Steering)시스템은 통상적으로 파워 펌프의 구동으로 오일이 순환되어 파워핸들을 작동시켜 주는 원리가 아닌 조향 휠 축 하단부에 보조 조향력을 발생시키기 위한 조향 모터가 따로 설치되어 차량에 시동을 걸면 모터가 작동하여 파워핸들을 작동시킨다.In general, MDPS (Motor Driven Power Steering) system is provided with a steering motor for generating auxiliary steering force at the bottom of the steering wheel shaft, not the principle of operating the power handle by circulating the oil by driving the power pump. When the car is started, the motor is operated to operate the power handle.
이러한 전동식 조향 장치는 조향 토크의 변화율을 이용하여 토크 변화에 따른 조향 이질감을 최소화하기 위해서 전동식 조향 장치의 제어 로직을 포함한다. 그리고 전동식 조향 장치의 제어로직은 토크 변화율을 피드백 받아 보상 토크 변동량을 빠르게 예측하여, 운전자가 느끼는 토크 변동감을 최소화하는 로직이다. The electric steering apparatus includes control logic of the electric steering apparatus in order to minimize steering heterogeneity due to torque change by using a rate of change of steering torque. In addition, the control logic of the electric steering apparatus is a logic that minimizes the torque fluctuation felt by the driver by rapidly predicting the compensation torque fluctuation by receiving the torque change rate.
이와 같은 전동식 조향 장치의 제어 로직은 토크 변화율에 대해서 모든 주파수 대역에서 일정한 조타력 게인을 적용한다. The control logic of the electric steering apparatus applies a constant steering force gain in all frequency bands to the torque change rate.
그러나 이러한 전동식 조향 장치의 제어 로직은 저주파 대역의 조향 토크에 대한 토크 변화율과 노이즈 성분인 고주파 대역의 토크 변화율에 대해서, 주파수 대역과 무관하게 일정한 조타력 게인을 적용하여, 고주파의 노이즈 성분에 적용되는 큰 게인으로 인해서 고주파성 진동이 유발된다. 또한 이를 개선하기 위해서 토크 변화율에 따른 게인 값을 감소시킬 경우에는, 저주파성 조향입력에 대한 조향감 개선이 용이하지 않은 문제점이 발생된다.
However, the control logic of the electric steering apparatus is applied to the noise component of the high frequency by applying a constant steering force gain regardless of the frequency band to the torque change rate of the steering torque of the low frequency band and the torque change rate of the high frequency band which is the noise component. Large gains cause high frequency vibrations. In addition, when the gain value according to the torque change rate is reduced in order to improve this problem, it is not easy to improve the steering feeling for the low frequency steering input.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고주파수 대역에 대해서 서로 상이한 게인 값을 적용하여, 조향감을 향상함과 동시에 시스템 안정성을 유지할 수 있는 전동식 조향장치의 제어 로직을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to overcome the above-described problems, and an object of the present invention is to apply different gain values to high frequency bands, thereby improving the steering feeling and controlling the control logic of the electric steering apparatus which can maintain system stability. To provide.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 전동식 조향장치의 제어 로직은 토크 변화율을 인가받아, 저주파 성분으로 로우패스필터링하는 제1로우패스로우패스필터와, 상기 토크 변화율을 인가받아 상기 제1로우패스필터에서 필터링 되는 주파수 보다 더 높은 고주파 성분으로 필터링하는 제2로우패스필터와, 상기 제1로우패스필터에서 출력되는 저주파 성분에, 조향 토크 및 차속에 따른 제1게인을 곱해서 저주파 토크 변화율을 산출하는 제1승산기와, 상기 제2로우패스필터에서 출력되는 고주파 성분에서 저주파 성분을 뺀 주파수 차 성분에 상기 제1게인과 같거나 작은 제2게인을 곱한 고주파 토크 변화율을 산출하는 제2승산기 및 상기 저주파 토크 변화율과 상기 고주파 토크변화율을 더해서, 주파수에 따른 보상 토크 변동량을 산출하는 가산기를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the control logic of the electric steering apparatus according to the present invention is applied with a torque change rate, the first low pass low pass filter for low pass filtering to a low frequency component, and the torque change rate is applied to the first low A low frequency torque change rate is calculated by multiplying a second low pass filter filtering with a high frequency component higher than a frequency filtered by a pass filter and a low frequency component output from the first low pass filter by a first gain according to steering torque and vehicle speed. A second multiplier for calculating a high frequency torque change rate by multiplying a first multiplier and a frequency difference component obtained by subtracting a low frequency component from a high frequency component output from the second low pass filter and a second gain equal to or less than the first gain; An adder for adding a low frequency torque change rate and the high frequency torque change rate to calculate a compensation torque change amount according to frequency; It can be included.
상기 제1승산기는 조향 토크에 따른 토크 게인과, 차량의 속도에 따른 차속 게인을 곱한 제1게인을 상기 저주파 성분에 곱해서 상기 저주파 토크 변화율을 산출할 수 있다.The first multiplier may calculate the low frequency torque change rate by multiplying the low frequency component by a first gain obtained by multiplying a torque gain according to steering torque and a vehicle speed gain according to a vehicle speed.
상기 조향 토크에 따른 토크 게인은 1이상의 값일 수 있다. The torque gain according to the steering torque may be one or more values.
상기 제2승산기는 상기 주파수 차 성분에 제2게인인 차량의 속도에 따른 차속 게인을 곱해서 고주파 토크 변화율을 산출할 수 있다. The second multiplier may calculate a high frequency torque change rate by multiplying the frequency difference component by a vehicle speed gain according to the speed of the vehicle, which is the second gain.
조향 토크를 인가받아 토크 변화율을 산출하여, 상기 제1로우패스필터와 상기 제2로우패스필터로 인가하는 미분기를 더 포함할 수 있다. The method may further include a differentiator applied to the first low pass filter and the second low pass filter by calculating a torque change rate by receiving steering torque.
본 발명에 의한 전동식 조향장치의 제어 로직은 고주파수 대역에 대해서 서로 상이한 게인 값을 적용하여, 조향감을 향상함과 동시에 시스템 안정성을 유지할 수 있게 된다.The control logic of the electric steering apparatus according to the present invention applies different gain values to the high frequency band, thereby improving steering feeling and maintaining system stability.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 제어 로직이다. 1 is control logic of an electric steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 제어 로직이 도시되어 있다.Referring to Figure 1, the control logic of the electric steering apparatus according to an embodiment of the present invention is shown.
도 1에서 도시된 바와 같이 전동식 조향장치의 제어 로직은 미분기(11), 제1로우패스필터(12), 제2로우패스필터(13), 제1승산기(14), 제2승산기(15) 및 가산기(16)를 포함한다. 그리고 전동식 조향장치의 제어 로직은 조향 토크에 따른 게인 값을 저장하고 있는 토크게인(17)과 차량 속도에 따른 게인 값을 저장하고 있는 속도게인(18)이 설정되어 있다. As shown in FIG. 1, the control logic of the electric steering apparatus includes a
우선 미분기(11)는 제1로우패스필터(12) 및 제2로우패스필터(LF2)와 전기적으로 연결되어, 조향 토크를 피드백 받아 미분하여 시간에 따른 조향 토크 변화 값인 토크 변화율을 산출하여, 제1로우패스필터(12) 및 제2로우패스필터(LF2)로 인가한다. First, the
그리고 제1로우패스필터(12)는 미분기(11)에서 인가되는 토크 변화율을 저주파 성분으로 필터링한다. 이러한 제1로우패스필터(12)는 설정되어 있는 제1일정 주파수 미만의 저주파수 성분으로 토크 변화율을 필터링 한다. The first low pass filter 12 filters the torque change rate applied from the
그리고 제2로우패스필터(13)는 미분기(11)에서 인가되는 토크 변화율을 제1로우패스필터(12)에서 필터링 되는 주파수 보다 더 높은 고주파 성분으로 필터링한다. 이러한 제2로우패스필터(13)는 설정되어 있는 제2일정 주파수 미만의 고주파수로 토크 변화율을 필터링 한다. The second low pass filter 13 filters the torque change rate applied from the
즉, 제1로우패스필터(12)의 제1일정 주파수에 비해 제2로우패스필터(13)의 제2일정 주파수가 더 높은 주파수이며, 제1로우패스필터(12)에 의해서 필터링된 저주파수 성분에 비해서 제2로우패스필터(13)에서 필터링된 고주파수 성분이 더 높은 주파수 대역의 성분으로 필터링 된다. That is, the second constant frequency of the second low pass filter 13 is higher than the first constant frequency of the first low pass filter 12, and the low frequency component filtered by the first low pass filter 12. In comparison, the high frequency component filtered by the second low pass filter 13 is filtered into a component of a higher frequency band.
그리고 제1승산기(14)는 제1로우패스필터(12)와 전기적으로 연결되어, 제1로우패스필터(12)에서 필터링된 저주파 성분을 인가받아, 조향 토크 및 차속에 따른 제1게인을 곱해서 저주파 토크 변화율을 산출한다. 여기서 제1게인은 조향 토크의 크기에 따른 게인인 토크 게인(17)과, 차량의 속도에 따른 게인인 속도 게인(18)의 곱이다. The
즉, 제1승산기(14)는 제1로우패스필터(12)에서 인가되는 저주파 성분과, 토크게인(17) 및 속도 게인(18)을 곱해서 저주파 토크 변화율을 산출한다. That is, the
그리고 토크 게인(17)은 1이상의 값으로, 일정 조향 토크까지는 1로 일정하고, 일정 조향 토크를 초과하면 조향 토크 값에 비례하여 증가한다. 그러므로 제1승산기(14)에서 출력되는 저주파 토크 변화율은 저주파 성분에 속도게인(18)을 곱한 값에 비해서, 더 크거나 같은 값을 출력한다. The
즉, 제1로우패스필터(LF1)를 통해 인가되는 저주파 성분에 대해서 조향 토크가 일정 조향 토크 이상이라면, 저 주파 토크 변화율은 1보다 큰 토크 게인(17)으로 인해서 저주파 성분에 속도게인(18)을 곱한 값에 비해서 더 큰 값이 되어, 저 주파 토크 변화율에 대응되는 충분한 보상 토크를 발생시킨다.That is, if the steering torque is equal to or greater than the predetermined steering torque for the low frequency component applied through the first low pass filter LF1, the low frequency torque change rate is the
그리고 제2승산기(15)는 제2로우패스필터(13)에서 필터링된 고주파 성분에서 제1로우패스필터(12)에서 필터링된 저주파 성분을 뺀 주파수 차 성분을 인가받아, 제1게인보다 작거나 같은 제2게인을 곱해서, 고주파 토크 변화율을 산출한다. 이때, 제1로우패스필터(12)와 제2로우패스필터(13)와 전기적으로 연결되어, 제1로우패스필터(12)에서 필터링된 고주파 성분에서 제1로우패스필터(12)에서 필터링된 저주파 성분을 빼서 주파수 차 성분을 산출하는 감산기(19)가 더 개재된다. The
그리고 제2승산기(15)는 감산기(19)에서 출력되는 주파수 차 성분과, 제2게인인 차량의 속도에 따른 게인인 속도 게인(18)을 곱해서 고주파 토크 변화율을 산출한다. The
그리고 가산기(16)는 제1승산기(14) 및 제2승산기(15)와 전기적으로 연결되어, 제1승산기(14)에서 출력되는 저주파 토크 변화율과 제2승산기(15)에서 출력되는 고주파 토크 변화율을 더해서, 주파수에 따른 보상 토크 변동량을 산출한다.The
즉, 이러한 전동식 조향장치의 제어 로직(10)은 운전자의 조향 토크 입력과 대응되는 저주파 대역의 토크 변화율을 산출하기 위해서는 토크 게인(17)을 적용하여, 일정 조향 토크를 초과하면, 저주파 성분에 속도게인(18)을 곱한 값에 비해서 더 큰 값을 출력하므로, 저주파 토크 변화율에 충분한 보정 토크를 공급하여 빠른 응답 특성을 가질 수 있다. That is, the
또한, 이러한 전동식 조향장치의 제어 로직(10)은 센서 노이즈 또는 외부 반력 노이즈 등과 대응되는 고주파 대역의 토크 변화율을 산출하기 위해서는 별도의 토크 게인(17)을 적용하지 않고, 속도 게인(18)만 적용하여, 일정 조향 토크를 초과하여도 고주파 성분에 속도게인(18)을 곱한 값과 동일한 값을 항상 출력하여, 센서 노이즈 또는 외부 반력 노이즈 등에는 둔감한 보정 토크를 공급함으로 고주파 대역의 토크 변화율에 대해서 과도한 보정 토크가 발생되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the
이와 같은 전동식 조향장치의 제어 로직(10)은 고주파와 저주파 대역에 대해서 서로 상이한 게인 값을 적용하여, 조향감을 향상함과 동시에 시스템 안정성을 유지할 수 있다. The
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 전동식 조향장치의 제어 로직을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the control logic of the electric steering apparatus according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the invention as claimed in the following claims Without departing from the gist of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains to the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
10;전동식 조향장치의 제어 로직
11; 미분기 12; 제1로우패스필터
13; 제2로우패스필터 14; 제1승산기
15; 제2승산기 16; 가산기
17; 토크게인 18; 속도게인10; control logic of electric steering system
11; Differential 12; First low pass filter
13; Second
15;
17; Torque
Claims (5)
상기 토크 변화율을 인가받아 상기 제1로우패스필터에서 필터링 되는 주파수 보다 더 높은 고주파 성분으로 필터링하는 제2로우패스필터;
상기 제1로우패스필터에서 출력되는 저주파 성분에, 조향 토크 및 차속에 따른 제1게인을 곱해서 저주파 토크 변화율을 산출하는 제1승산기;
상기 제2로우패스필터에서 출력되는 고주파 성분에서 저주파 성분을 뺀 주파수 차 성분에 상기 제1게인과 같거나 작은 제2게인을 곱한 고주파 토크 변화율을 산출하는 제2승산기; 및
상기 저주파 토크 변화율과 상기 고주파 토크변화율을 더해서, 주파수에 따른 보상 토크 변동량을 산출하는 가산기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어 로직.A first low pass filter receiving a torque change rate and filtering the low frequency component;
A second low pass filter configured to receive the torque change rate and filter a high frequency component higher than a frequency filtered by the first low pass filter;
A first multiplier for calculating a low frequency torque change rate by multiplying a low frequency component output from the first low pass filter by a first gain according to steering torque and vehicle speed;
A second multiplier for calculating a high frequency torque change rate by multiplying a frequency difference component obtained by subtracting a low frequency component from a high frequency component output from the second low pass filter by a second gain equal to or less than the first gain; And
And an adder which adds the low frequency torque change rate and the high frequency torque change rate to calculate a compensation torque change amount according to a frequency.
상기 제1승산기는
조향 토크에 따른 토크 게인과, 차량의 속도에 따른 차속 게인을 곱한 제1게인을 상기 저주파 성분에 곱해서 상기 저주파 토크 변화율을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어 로직.The method according to claim 1,
The first multiplier
And a low gain component multiplied by a first gain obtained by multiplying a torque gain according to steering torque and a vehicle speed gain according to a vehicle speed to calculate the low frequency torque change rate.
상기 조향 토크에 따른 토크 게인은 1이상의 값인 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어 로직.The method according to claim 2,
The torque gain according to the steering torque is a control logic of the electric steering apparatus, characterized in that more than one value.
상기 제2승산기는
상기 주파수 차 성분에 제2게인인 차량의 속도에 따른 차속 게인을 곱해서 고주파 토크 변화율을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어 로직.The method according to claim 1,
The second multiplier
And multiplying the frequency difference component by a vehicle speed gain according to the speed of the vehicle to calculate a high frequency torque change rate.
조향 토크를 인가받아 토크 변화율을 산출하여, 상기 제1로우패스필터와 상기 제2로우패스필터로 인가하는 미분기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어 로직. The method according to claim 1,
And a differentiator applied to the first low pass filter and the second low pass filter by calculating a torque change rate by receiving steering torque.
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- 2010-07-22 KR KR1020100070876A patent/KR20120009099A/en not_active Application Discontinuation
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